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矿产综合利用的工业指标

Release date:2017-04-12  source:中国选矿技术网  Browse times:6618

一、制定矿产综合利用工业指标的基本原则

矿产综合利用工业指标的制定是合理圈定矿体的重要依据。

矿产工业指标是在当前的技术经济条件下,工业部门对矿产质量和开发条件提出的要求;是评定矿床工业价值,圈定矿体和计算储量遵循的标准;也是合理开发利用矿产资源;确定可采范围和指导开采的主要依据。工业指标参数,即储量计算的各项实物指标都应符合矿床地质特点,能充分利用矿产资源并有较好的经济、社会和环境效益。制定工业指标一般应掌握以下几个基本原则:

第一,矿产勘查的目的是为了寻求各种矿物原料,以满足生产、生活的各种需要,不同的需要(用量或用途)有不同的衡量标准。制定工业指标必须充分考虑当前国民经济对该矿产的需求程度和矿床开发的经济效果;了解和研究国内外市场从求状况及其发展趋势。影响需求状部和经济效果的因素很多,而且常随条件改变而变化。例如有些低品位矿厂由于易采易选,多组分共用,需求量大,生产成本低,经济效果好;有的矿产因不断发展新的应用领域而身价倍增;有的矿产已被新的产品取代而无人问津,如蓝石棉现已搁置;有的因工艺技术进步工业指标下降;有的矿产走俏而价格上升,有的滞销则价格下跌等等。充分考虑需求状况,是合理制定工业指标的重要原则。

第二,地质条件是制定工业指标的基础。工业指标只有符合具体矿床的地质特点,才能保证矿体圈定的合理性和完整性,以利于矿床的开采和提高资源的利用率。例如某矿区按原工业指标圈定的矿体呈现脉状,规模小,开采成本高,后适当降低了品位要求,圈成了一个完整的的大矿体,适于露采,效益大增。又如某矿,铁的赋存状态很复杂,有磁铁矿、硫铁矿、硅酸铁、碳酸铁等,目前工业上只能回收利用磁铁矿,而原指标按全铁含量圈定矿体,结果把一些技术上不可行,经济上不合理的矿石也圈入矿体。又如某多属矿,原指标按含量圈定的,而开采时才发现很大一部分矿石矿物主要是铁菱锌矿,而无法利用。因此,有用组分的赋存状态和工艺性能;有用组分的分布状况和规律;矿床开采的技术条件等,都是制定工业指标中必须认真研究的问题。

第三,随着矿产勘查和开发技术的提高,可以认为几乎所有的矿床都是综合性的。在矿床中通常除主矿产外,还有多种共生矿产、伴生矿产;有用造岩矿物、剥离岩石、夹矸、尾矿;有的还有煤成气、卤水、含矿水等可资综合利用;有的矿产还具有一矿金用的性质。对矿产的综合勘查、综合评价和综全利用,是提高矿床的经济价值和增加矿山企业效益的重要原则,广开矿源获得更多的金属、非金属、贵金属和稀有分散元素的重要途径,也是改善环境,减少“三废”的关键措施。综合性矿产是多种组分共生在一起的,它们在地质、技术(采矿、加工)、经济方面都是紧密联系不可分割的,必须综合研究,综合评价,以综合指标评价法,取代单一指标评价法。综合性矿床具有一定的复杂性,一定要从矿床的具体地质特征出发,研究和选择适合该矿区地质特点的综合指标体系和综合圈定矿体及计算储量的方法。

第四,技术上可行,经济上合理是评价矿床工业价值的原则,也是制定工业指标的原则。制定工业指标必须有地质、技术、经济综合论证资料。制定工业指标必须通过多方案比较,系统分析,方案选优,使整体效益必须最优化。制定工业指标要认真调查研究,弄清地质、技术、经济的有关情部和因素,及这些因素之间的联系,然后计算分析,鉴别和揭示各种矛盾,使研究的问题进一步深化。最后根据计算和分析结果,将各种效果因素进行综合评价和系统分析,找出最优的工业指标方案。

第五,我国幅中广大,各地区经济发展很不平衡,交通运输条件和对矿产的需求程度等方面的差别也很大。工业上对矿产最基本的要求是采出矿石的平均品位,要保证获得既定的最低利润,矿石的最低品位必须能抵偿所付出的代价。这种投入产出的平衡关系与国家或地区经济状况,采选冶技术条件和经营管理条件,国内外市场矿产品供需状况和价格变化等方面的因素密切相关。也与不同时期或开采过程的不同阶段的不同条件相联系。当时当地急需而又短缺的矿产,可以适当降低品位指标;品位适当降低可使所圈定的矿体更完整,有利于提高开采效率和资源的充分利用。因此制定工业指标应根据当时当地的条件,并随条件的变化进行必要的调整。过去某些矿区忽视不同矿床、矿体或矿石类型存在的开采、加工等技术经济条件的明显差别,采用完全相同的工业指标,常造成不良的后果。

二、制定矿产综合利用工业指标的条件与应用

综合性矿产中除有一种或几种主要组分外,还有各种可供综合开发利用的伴生矿石、矿物或元素,它们在地质、技术、经济方面都是紧密联系不可分割的,应整体研究,综合圈定和计算储量。必须采用综合品位指标取代单一品位指标。对综合性矿产,人为地将其分割开来,孤立地按单矿种指标评价是不正确的。研究制定综合矿物原料的工业指标是提高矿产勘查和开发利用效果的重要条件,它将对合理部署矿床勘探,正确评定矿床工业价值,圈定矿体计算储量,合理确定可采范围和充分开发利用矿产资源发挥积极的作用。

综合性矿产的工业指标是整个工业指标体系的组成部分,同时是在一般工业指标的原则基础上制定的。但是综合性矿产中同时存在几种有用组分,而且这些组分的产出特征、含量、价值,在矿石矿物中的富集程度,社会需求及工业意义等都互不相同或差别很大,因此除前述一般原则外,尚应结合其具体特点,并考虑各种有关因素,才能制定出符合实际的工业指标。

由于综合性矿产工业指标中的大部分内容与单矿种矿床相同,为了突出多组分综合评价的特点,仅集中讨论综合工业品位的问题。

综合工业品位是多组分矿体或缺段的最低综合品位要求,它是按加工处理多组分矿石全部生产成本计算的,以主组分表达的经济上临界品位。它是确定表内与表外储量的分界品位。综合工业品位是矿石综合经济价值的衡量标准,因而在含义上和数值上与主组分的最低工业品位(或临界品位)并不相同,应该严格区分开来。

在同体共生矿中列为共生主要组分的依据是它们的含量、价值和回收利用程度,而回收利用程度是决定性的因素。对于常量元素来说主要是依据它们可回收的含量;对于稀有、分散元素、贵金属等组分则主要依据它们的产值。同体共生矿中的几种主要组分的富集程度各不相同,有的矿床、矿体或块段,几种组分都达到一段工业要求;有的某种组分达到某种组分达不到;也有的向种组分都达不到,但综合起来却达到或超过了某一单矿种的工业要求等等。为了更充分和合理地利用矿产资源,从矿产资源的综合性质和综合经济意义制定综合工业品位是十分必要的,特别是对于后者,即矿体(块段)中同时存在几种有用组分,但每种组分均未单独达到工业品位要求,而它们在矿石中的含量又高于技术上可选品位时,该矿体(块段)的工业价值就要用几个有用组分的综合技术经济效果来评价。即采用综合工业品位作为矿产综合经济价值的衡量标准,亦即该矿体(或块段)达到综合工业品要求时,其储量可列为表内储量。

制定综合工业品位是在通过勘探已基本查明各种有用组分的赋存状态、分布规律、含量高低和选冶回收情况,并通过经济技术评价,确定了各主要组分的最佳边界品位的基础上进行的,其具体条件如下:

(1)已详细研究矿体中共生主要组分的分布规律,共生组合状况和分布的稳定性,以及根据主要组分共生组合和含量变化特点,确定是否需要和可能划分不同的矿石灰型或技术品级。在上述研究的基础上,对各组分的矿化范围大小,稳定性连续性的好坏,品位和价值的高低等因素进行衡量比较,确定其中的一种为基本要组分,其他几种作为共生主要组分。矿石中伴生组分的价值,在制定综合工业指标时也应加以考虑,但两者之间应有区别,不能混为一谈。

(2)已全面研究矿石质量,查明矿石矿物组成、化学成分;查明主要有用组分、伴生有用组分及有害杂质的种类、含量、赋存状态和分布规律;查明矿石中主要脉石矿物种类和含量,及与主要矿石矿物的嵌布关系;查明矿石的结构构造。

(3)按照不同地质勘查阶段的要求,通过试验查明各有用组分在选矿流程中的回收方式、富集方向、富集比、精矿和尾矿品位,以及磨矿细度、单体分离程度等情况。

(4)对于直接冶炼或化学处理的矿石应查明其回收方式和实收率等情况。

(5)对参与计算综合工业品位的各种组分要查明其直接和间接的生产成本,根据计算公式合理而精确地分摊产品成本。同体共生矿中几种主要组分的富集程度可归纳为三种基本情况:第一类,几种主要组分都达到工业品位;第二类,有的达到,有的达不到;第三类,几种都达不到工业品位。从有用组分品位的角度来衡量,前两种明显具有工业价值,后一种如按单一组分衡量则都不具有工业价值,只有通过详细测算综合考虑,才能确定其是否具有工业价值。

第二类共生矿中至少有一种主要组分达到工业品位,无疑可构成矿床,但是否还需要制定综合工业品位并进行等价折算?目前存在不同认识。鉴于绝大多数矿床有用组分的分布都是不均匀的,有富矿也有贫矿,对于矿体变贫的部分,如何圈定边界,对于多组分共生矿来说仍应综合考虑,以综合工业品位合理圈定。这不仅需要,而且也有可能。至于是否采用等价折算则应视使用的方法而定。

第三类的共生矿无疑需要综合考虑。首先应考察各组分的储量规模,各组分的共生关系,是否需要和可能分采、分选,采、选、冶的损失率和产品的实收率,产品的产值和生产成本。通过周密的计算论证其工业价值,以合理地确定其综合工业品位。对于这一类同体共生矿来说,储量规模和加工性能至关重要,如果储量规模大而又易采易选,即使品位较低,只要综合考虑而具有经济效益,仍然是可取的。

几种主要组分在矿体中的分布和富集,除了上达三种基本情况下,不同的矿床、同一矿床的不同矿体、同一矿体的不同部位都可能发生变化。采用综合工业品位指标作为评价标准,较为客观和接近实际,可以避免评价的失误。例如辽宁八家子锌矿,原来用单一金属品位评价法,确定该矿区工业指标,矿石最低工业品位铅0.7%,锌1.0%。该矿区有三个矿体,一矿体铅平均品位0.8%,每吨矿石可回收铅精矿4.9kg,价值7.92元;二矿体锌平均品位1.1%,每吨矿石可回收锌精矿7.1㎏,价值6.94元;三矿体含铅0.5%,锌0.6%,70g/t,硫2.6%,都未达工业品位,但该矿体能同时回收四种产品(铅、锌、银、硫)总值18.67元。该矿山采选成本为17元,一、二、矿体原为表内矿,都亏本,三矿体原为表外矿却能盈利。如果综合评价一矿体综合品位为0.8%,二矿体为0.66%,三矿体为1.8%,这样就不致造成工业价值倒置的错误。该矿山后采用综合品位指导综合勘查、综合评价、综合利用,使很多原来的围岩、夹石和“无矿”地段变为矿体,扩大了储量,增加了产量,提高了效益,使老矿山焕发了青春活力。确定综合工业品位的一般方法举例。

第一类,即几种主要组分都达到工业品位的矿体或块段,要特别注意①选好主元素。以哪个元素为主圈定矿体,对矿体形态、产状、规模、品位和工业价值,及勘查、开发利用效果都有重要的决定性影响。选主元素不能只考虑价值大小,有些元素价值虽高但变化很大,最好选含量高、分布范围广、需求量大而稳定的组分为主元素。②由于主要元素品位高,规模大,如能承担全部间接费用时,其他共(伴)生组分,可以只负责提取它本身的直接费用。这样,这些组分在技术可行的条件下,可降低其品位要求。在主元素可采矿体范围内与其共生和伴生的各元素,其块段平均品位只能抵偿提取它本身的代价就可算为经济合理。为充分利用和珍惜、保护不可再生的资源,不论利润多少,都属表内储量,应予提取利用。③由于矿床经常具有分带性,矿体不同部位,组分的主次会发生变化,故选主元素一般以块段(或若干埠段)为单位。确定的最低综合工业品位,应能保证开采、加工、回收这些矿物原料,获得各种矿产商品的总价值能抵偿全部所需费用。即总产出大于总投入,其差值,即为工业价值。

第二类组分有的达到工业品位,有的达不到工业品位。这有两种情况,一种是的元素品位高而稳定,有的低而不稳定,这一种情况可以参照前述第一类处理。第二种是都不太稳定,即有的地段以这个元素为主,有的地段以另一元素为主,这种情况下必须综合圈定。为此,①要确定哪些组分参加综合工业品位计算,一般是选相对含量较镐,工业价值在矿石中所占比重大于5%~10%的组分才参与计算。②边界品位,一般是分别制定。例如河南灵宝文峪矿区,根据该区矿床特点,采用两种金属圈定矿体,即金边界品位1.5g/t和铅边界品位1%,共同圈定矿体边界,如Pt+Pd,Pb+Zn,Ta2O5+Nb2O5等,还有一些砂矿也可用含量之和。由于边界品位受可选性(一般指尾矿品位)制约,故边界品位必须双技术可行为前提,即各组分含量必须高于尾矿品位。③综合工业品位是确定表内与表外储量的分界品位,是以主验分表达的经济上临界品位。继前述文峪矿区为列,该区金、铅组分分布不均匀,有的地段是以金为主元素,伴生铅、、银及硫;有的地段则以铅为主元素,伴生金、铜、银及硫。经详细验算,分别制字了以金为主的综合工业品位为4.5g/t,以铅为主的综合工业品位为4%。

第三类,当矿体或块段中同时存在几种有用组分,但每一种组分均不能单独达到工业利用的要求,该矿体或块段工业价值就应当用几种有用组分的综合技术经济效果进行综合评价,即用综合工业品位作为衡量矿产综合经济价值的标准。

综合圈定矿体的基本原则是:在几种参加综合工业品位计算的组分中,只要某一种达到边界品位就可以圈为矿体。但工程平均品位或块段平均品位必须达到综合工业品位的最低要求,否则列为表外储量。综合圈定矿体,使圈定的矿体形态完整,简化了矿石类型,避免了储量计算人为的复杂化,大大提高了矿产勘查和开发利用效果和效率。使勘查、设计更加接近矿山生产实际。但是过去下达工业指标,较少考虑多组分矿石的特点和综合评价、综合利用的原则,习惯于用单矿种指标说价综合性矿产是很不合理的。

例如湖南桃林铅锌矿,地质勘探中按工业指标圈了三个类型矿石,矿体形态、结构复杂。实际上无法也无需分采分选,故设计和生产中把铅、锌、萤石三种类型综合圈字为铅锌萤石综合矿体。这样做是符合该矿区地质特点和采选技术实际水平,有利于提高经济社会效益。

从地质观点看,该矿区客观上是一个以萤石为主的综合性矿体,历年出矿品位(17年平均)铅为1.0%,锌为1.6,萤石为%14%左右。铅、锌萤石在矿体中是紧密共生,无明显的消长比例关系。

选矿技方面,该区采用高工效的中深孔中段崩落法,在走向50m,中段高40m范围的采场内,矿石夹石均一次爆破出矿,不同类型品级矿石无法分采;且综合处理,综合回收铅、锌、萤石的效果很好。生产选矿指标如表所示

桃林铅锌矿选矿生产指标(%)

组   分

原矿品位

精矿品位

回收率

尾矿品位

Pb

Zn

CaF2

0.88

1.71

14.52

66.4

54.2

96.4

92.9

92.2

66.0

0.05

0.1

5.7

从经济方面分析,该矿产品有铅精矿、锌精矿、萤石精矿,三组分在每吨矿石中的存在价值大致相等,分别为13~14元,基中任一组分的存在价值,都低于矿山实际采选成本(20~24元),故三者均不具单独开采价值,只有综合回收,再加上铅精矿中的铜、银和锌精矿中硫等伴生组分的价值,矿山企业才有较好的经济效益。

 

 
 
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